本發明涉及機械加工領域，具體涉及一種機床的加工路徑生成方法。
背景技術：
機床加工是指用機床進行原材料的加工制作。機床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運動來實現的，其運動可分為表面形成運動和輔助運動兩類。表面形成運動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運動，它包括主運動、進給運動和切入運動。主運動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運動，它可以是工件的旋轉運動(如車削)、直線運動(如在龍門刨床上刨削)，也可以是刀具的旋轉運動(如銑削和鉆削)或直線運動(如插削和拉削)；進給運動是刀具和工件待加工部分相向移動，使切削得以繼續進行的運動，如車削外圓時刀架溜板沿機床導軌的移動等；切入運動是使刀具切入工件表面一定深度的運動，其作用是在每一切削行程中從工件表面切去一定厚度的材料，如車削外圓時小刀架的橫向切入運動。
隨著航空航天，造船，汽車，能源、冶金等工業的發展，機床加工技術正廣泛地運用于高精密復雜曲面薄壁零件的加工中。在機床加工處理過程中，可以根據零件幾何形狀和工藝參數合理規劃出加工刀路，并生成相應刀位軌跡文件。該文件需要經過后置處理轉換成為數控加工程序，才能驅動機床加工。
目前，對規劃刀路的后置處理方式都是通過插點的方式來控制非線性誤差的上限。上限值越大，偏離規劃軌跡越遠，加工質量越差；上限值越小，插值離散的小線段越多，機床運動軸頻繁加減速，加工效率越低。當五軸機床處于奇異位置時，所規劃刀路中刀軸的微量擺動，將造成機床旋轉軸出現不必要的大幅旋轉，此時伴隨非線性誤差最大化，可能產生加工路徑紊亂。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種機床的加工路徑生成方法，解決機床加工中刀具空轉，加工效率低，加工質量差，加工誤差大的問題。
為解決上述問題，本發明提出的技術方案為一種機床的加工路徑的生成方法，包括以下步驟：(1)根據加工零件的幾何形狀和工藝參數，結合刀具的特征參數確定工件的具體加工內容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運動軌跡，然后生成機床加工程序；(2)根據機床加工程序，調整機床的刀位點位置和刀軸矢量，設定關鍵控制點并調整刀軸方向和切割深度，確定工件夾具，及工件高度；(3)采用五段S曲線法對刀具的加工路徑中的加工段進行加減速規劃和平滑轉接處理；(4)根據工件的形狀、剛度、加工余量、機床系統的剛度，確定循環加工次數；(5)對拐角處根據刀具半徑進行補償處理；(6)擬合機床加工程序對加工零件進行砂輪磨削處理。
進一步的，所述的調整刀軸方向指的是采用單向趨近定位方法調整刀具的切入和切出方向。避免傳動系統反向間隙而產生定位誤差。所述的切割深度由加工工件的精度決定。
進一步的，所述的工件夾具選擇液壓夾具與多工位夾具的組合夾具，所述的組合夾具為在機床工作臺的圓盤周圍設置多工位夾具，圓盤的中間位置設置液壓夾具。
進一步的，所述的五段S曲線法對刀具的加工路徑包括加加速階段、減加速階段、勻速階段、加減速階段和減減速階段五個加工段。
進一步的，所述的所述的平滑轉接處理方法為：判斷相鄰加工段的轉接曲線類型，計算相鄰加工段的轉接夾角，根據轉接夾角計算最大允許轉接速度；根據加工段的速度與最大允許轉接速度的比較，如果小于最大允許轉接速度則則將相鄰加工段的位移矢量進行合成后進行插補處理，反之直接進行插補處理。
進一步的，所述的插補處理方法為將加工段分為若干個微小直線段，每一個小直線段作為一個插補周期，根據機床指令、進給速度計算出每個微小直線段的數據，刀具沿著微小直線段運動，經過若干個插補周期后，刀具從出發點運動到終點，完成這段輪廓的插補處理。
進一步的，所述的補償處理為：在進行內輪廓加工時，刀具中心必須向零件的內側偏移一個刀具半徑值；在進行外輪廓加工時，刀具中心必須向零件的外側偏移一個刀具半徑值。
本發明的有益效果體現在：本發明提供的一種機床加工的路徑的生成方法利用組合夾具能減少刀具空轉，同時節省夾具的使用量，利用五段S曲線法及平滑轉接處理能提高工件曲面連接的光滑度，同時利用插補技術減少了加工的誤差。本發明的機床加工路徑加工效率高、加工精度高、生產成本低，有很大的應用前景。
附圖說明
附圖1為按照本發明的機床加工路徑的生成方法流程框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明進行具體描述：
本實施例提供一種機床的加工路徑生成方法，所述的機床加工路徑包括以下步驟：(1)根據加工零件的幾何形狀和工藝參數，結合刀具的特征參數確定工件的具體加工內容、切削用量、工藝裝備、定位安裝方式及刀具運動軌跡，然后生成機床加工程序；(2)根據機床加工程序，調整機床的刀位點位置和刀軸矢量，設定關鍵控制點并調整刀軸方向和切割深度，確定工件夾具，及工件高度；(3)采用五段S曲線法對刀具的加工路徑中的加工段進行加減速規劃和平滑轉接處理；(4)根據工件的形狀、剛度、加工余量、機床系統的剛度，確定循環加工次數；(5)對拐角處根據刀具半徑進行補償處理；(6)擬合機床加工程序對加工零件進行砂輪磨削處理。
其中，所述的調整刀軸方向指的是采用單向趨近定位方法調整刀具的切入和切出方向。避免傳動系統反向間隙而產生定位誤差。所述的切割深度由加工工件的精度決定。
其中，所述的工件夾具選擇液壓夾具與多工位夾具的組合夾具，所述的組合夾具為在機床工作臺的圓盤周圍設置多工位夾具，圓盤的中間位置設置液壓夾具。
其中，所述的五段S曲線法對刀具的加工路徑包括加加速階段、減加速階段、勻速階段、加減速階段和減減速階段五個加工段。
其中，所述的所述的平滑轉接處理方法為：判斷相鄰加工段的轉接曲線類型，計算相鄰加工段的轉接夾角，根據轉接夾角計算最大允許轉接速度；根據加工段的速度與最大允許轉接速度的比較，如果小于最大允許轉接速度則則將相鄰加工段的位移矢量進行合成后進行插補處理，反之直接進行插補處理。
其中，所述的插補處理方法為將加工段分為若干個微小直線段，每一個小直線段作為一個插補周期，根據機床指令、進給速度計算出每個微小直線段的數據，刀具沿著微小直線段運動，經過若干個插補周期后，刀具從出發點運動到終點，完成這段輪廓的插補處理。
其中，所述的補償處理為：在進行內輪廓加工時，刀具中心必須向零件的內側偏移一個刀具半徑值；在進行外輪廓加工時，刀具中心必須向零件的外側偏移一個刀具半徑值。
最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。